大盘卷生产线加勒特和工字轮式卷取设备特点

1、大盘卷生产线加勒特和工字轮式卷取设备特点武立仓(马钢设计研究院有限责任公司)摘 要 系统介绍了目前国内国际市场大盘卷生产线上两种卷取设备加勒特和工字轮式卷取设备 ( 意大利达涅利公司) 的构成和特点 。加勒特卷取机适合棒材冷却后无张力卷取 ,盘卷密度较低 ,盘重较轻 ; 工字轮式卷取设 备满足了棒材“轧制”状态下的卷取 ,为无扭有张力卷取 ,盘卷密度很高 ,能够获得大重量盘卷 。关键词 盘卷 加勒特式卷取机 工字轮式卷取设备 无扭卷取the fea tures of garret coiler and spooler f or bar coil l inewu l icang(de sign

2、and re se arch institute co . ltd. of ma ste el)abstract the co mpo sitio n and f e ature s of garret coiling and spooling machine s fo r both dome stic and o ve r se a s bar coil p ro duction line s are syste matic ally intro duc e d. garret coiler i s suit a ble fo r the te nsion2fre e coiling of

3、coole d bar s with low de nsity and light weight , while the spooling machine sati sfie s the twi st2fre e , high2density and he a vyweight coiling of bar s in“a s2rolling”state .twi st2fre e coilingkey words bar coil garret coile r spooling machine由于汽车制造业和建筑工业的发展 ,标准件的市场需求越来越 大 , 越 来越 多的 企业 生 产标 准件

4、 。 因此作为生产标准的原料 ,优质圆钢盘卷 ( 冷镦钢 、 易切削钢等) 具有较好的市场前景 。意大利达涅利公司在线材生产技术方面具有世界领先水平 ,尤其在盘条生产线的设计 、工艺技术方 面 ,一直处于遥遥领先的地位 。达涅利公司目前开 发并已经应用在工业上的盘卷设备为两种类型 : 加 勒特生产技术和工字轮生产技术 。0前言大盘卷生产线 20 世纪 80 年代在国外就开始工业性生产 ,而国内只是在最近几年才被企业家重视 。大盘卷生产线也是因为长材深加工的不断发展对上 游产品要求越来越高的原因应运而生的 。随着最近几年金属制品业突飞猛进的发展 ,我国金属制 品 年 产 量 达 到 450 万

5、t 以 上 , 自 给 率 达90 %以上 。但是 , 我 国 虽是 金属 制 品 大 国 , 但 高 质 量 、高科技和高附加值产品还需从国外进口 ,如高应 力耐疲劳高级轿车用悬挂弹簧钢丝 、汽车气阀弹簧 钢丝 、钢帘线 、低松弛大规格高强度预应力钢丝及钢铰线等 。另外 ,还有许多深加工产品正处在市场拓展阶段 ,需要与其他行业共同开发 , 如 co2 气体保 护焊丝 。随着国民经济的发展 ,特别是汽车工业突飞猛 进的发展 ,大盘卷的需求越来越大 。根据最近几年国内汽车行业的发展 ,预计未来几年 ,汽车行业需大 量冷镦钢 。冷镦钢材要求钢质纯净 、成分均匀和表 面无缺陷 。国产冷镦钢的缺点主要

6、是品种不全 ,无 大规格盘圆 ,尺寸精度差 。1盘卷盘条生产线基本要求与棒材定尺相比 ,由大盘卷制成的相关成品具有穿头次数少 、切头尾少 、成材率高以及生产速率高等特点 ,其成材率可提高 2 3 个百分点 ,用户可大 大降低原料成本 ,而且盘卷运输 、储存与直条相比优 势非常明显 ,还有利于下游深加工企业进行热处理 ,提高成材率 ,因而拥有良好的市场前景 ,在海外特别 是欧洲市场应用广泛 。因此 ,优质大规格盘卷一直 是市场上的热销产品 。但从另一方面来说 ,这对盘 卷生产线提出了更高的要求 。作者简介 :武立仓 ,高级工程师 ,安徽省马鞍山市 (243000) 马钢设计研究院有限责任公司26

7、anhui m etall urgy2009 年第 1 期当今所生产的大中规格盘条产品主要为特殊钢产品 ,其主要应用于汽车工业 、冷成型或锻造 、拉拔 等方面 ,所以当今的盘条生产线必须满足以下基本 要求 :较高的生产能力 ; 产品表面无缺陷 ; 整卷性能 一致 ;便于储存 、运 输和 开卷 的 紧凑 式均 匀卷 取 技 术 。盘卷生产线设计的生产能力 、生产效率以及灵 活性较高 ,可以有较高的实际产量 。因此高的生产 效率必须与较大的生产灵活性相结合 ,以减少维修 和换辊所引起的停车时间 。另外 ,无表面缺陷产品 也是盘卷生产中一项必不可少的基本条件 ,尤其是 生产像含铜量较高的奥氏体不锈钢

8、这类对表面划伤 高度敏感的产品时尤为重要 。目前国内钢厂新上的盘卷生产线产品包括线材 中的顶级产品钢 帘线 , 以 及 优质 碳素 结 构钢 、冷 钮钢 、弹簧钢 、轴承钢 、齿轮钢 、合金结构钢和易切削钢等 ,可替代大量进口钢材 。棒升起并收缩 ,使盘卷顺利脱离芯棒 。5) 传动装置 。卷取机所采用电机为变频电机 , 卷取速度可根据生产线速度而改变 ; 另外还可以实 现棒材在滚筒内芯棒至外壁之间的均匀分布 。6) 盘卷移送装置 。该装置作用是将卷取机中成 卷取出 ,并将盘卷输送到下一个工序 。2 . 2最新一代的加勒特式卷取机的特点新一代达涅利开发的加勒特卷取机应用在英国 斯赖伯康力斯工程钢

9、公司盘条生产线 。该生产线的 设计年产能为 32 万 t ,可生产 13 . 560 mm 圆钢 和相应截面的方钢/ 角钢 ; 生产钢种范围广泛 ,包括各类易切削钢 、碳钢 、合金钢 、弹簧钢和不锈钢 ,单卷 重量高达 3 . 5t 。卷取机前控制冷却系统中有 3 个水箱 ,其作用 是控制盘卷温度 。水箱是通过压力水管对盘卷表面 进行冷却 。水箱与水箱之间间距均匀 ,这样即可以避免由于盘条表面温度超过临界值而发生的相变 ,也避免盘条表面质量会出现不均匀的现象 。 冷却装置由不锈钢材料制成 ,因此不需要进行大量维护工作 。盘卷全程靠传送带和水箱上的辊子 来支撑 ,使其避免了由于滑动而产生的划伤

10、,同时也可以防止管道磨损 ,以避免由于辊子磨损过多导致 冷却效率降低的现象发生 。支撑辊能确保盘条位于 冷却装置中心处 ,这样即可使盘条得到冷却均匀 。 最新一代的加勒特卷取装置 ,配备了移动式运 输系统和 90或 180预弯管 ,预弯管取决于盘卷的卷曲直径 。使用该卷取机能根据高密度或低密度的 卷曲要求来控制其卷取参数 。盘卷成形后的卸卷是用组合摆动叉和移动台式 系统 ,将盘卷放到 3 个步进式运输机的第 1 个位置 处 ,在第 1 个和第 3 个步进式运输机上分别安装有鼓风装置 ,通过鼓风机调节 ,可以使盘卷具有最合理 工艺性能的温度 。为了避免盘条在输送系统中由于滑动所造成划 伤 ,配备

11、了油气润滑支撑辊 。采用新的预弯管和配 备辊子 ,彻底解决了由于盘条自身弯曲引起的划痕问题 。这样 ,盘条的头部和尾部都不会出现划痕 。 新一代加勒特卷线机 ,通过适当调整卷取参数 ,能够获得不同致密度的盘卷 。 鼓风装置控制冷却分不同步骤进行 ,这样能够对盘卷温度进行精确控制 ,可以获得质量均匀的产品 ,保证产品的力学性能在很小的范围内波动 ,通过2加勒特式盘卷线加勒特卷取机是达涅利开发的最早一种用于棒材卷取设备 ,在世界钢企中得到广泛使用 ,尤其是特殊钢生产企业 。目前国内主要用户为石家庄钢厂 、 宝钢集团 、沙钢 、大冶特钢 、湘潭钢铁厂 、南钢和邢钢等 。目前国内钢厂大盘卷生产线使用的

12、加勒特卷取 机都是达涅利开发的最早一种用于棒材卷取设备 。 老一代加勒特卷取机存在的缺 陷是 盘卷 的密 实 度 低 ,不能获得最大卷重等 。2 . 1加勒特卷取机的基本组成1) 入口导槽及导入管 。入口导槽位于导入管之 前 ,而导入管位于导槽与卷取机之间 ,导入管类型多 种多样 ,但从使用角度来看可分两种类型 :第一种是 布置在旋转卷筒上方 ,易造成盘卷在滚筒内悬空 ;第二种是把导入管伸入滚筒内部 ,盘卷在滚筒底部成 型 。2) 旋转滚筒 。旋转滚筒保证了成卷外形 ,位于 旋转底盘上 ,滚筒内壁布置多种多样的竖筋 ,竖筋使棒材与滚筒内壁隔离 。3) 旋转滚筒外冷却罩 。冷却罩用于旋转滚筒冷

13、却 。4) 芯棒收缩系统及脱卷机构 。芯棒收缩系统为 滚压驱动 ,卷取时用来控制盘卷的内径 ;卷取完毕芯安徽冶金2009 年第 1 期27生产线入口和出口间温度循环可以自动的对温度进行精确控制 。卷取 ,并且在卷筒上逐步有序形成新棒层 。3) 喂送系统 。用于轧件在卷筒上顺序而又均匀 布料 ,以形成完美盘卷 。4) 卷取机 。两台卷取装置 ,交替运行 ,一个用于 卷取棒材 ,另一个用于卸棒卷 ,反之亦然 。每台装置 基本上包括一个形成盘卷的旋转筒和一个棒材头部夹紧和导向装置 ,以便卷取顺利开始 。卷筒配有膨 胀芯轴 ,以便卸卷 。5) 卸卷装置 。90倾动机械手操纵机 ,用于从卷 筒退下盘卷

14、,垂直放置在盘卷出口的小车上 。6) 盘卷精整区 。在此盘卷自动在 4 个点进行捆轧 、称重 、输送到最终收集点 。工字轮卷取机可根据 用户需要适合各种各样的产品 ,如圆钢 、方钢 、扁钢 。产 品 主 要 范 围 为 : 8 32 mm 螺 纹 钢 ; 8 52 mm 圆钢 ;20 mm 3 mm70 mm 20 mm 扁钢 ; 1250 mm 方钢 ;1640 mm 六角钢 。 卷 取 重 量 最 大 可 达 到 5 000 k g , 卷 取 速 度 达35 m/ s ,设计速 度可 达 40 m/ s 。工字 轮卷 取 机通 过水冷箱将轧件温度控制在 450 左右卷取 , 这样可 保证

15、在卷取后立即打捆 、称重 ,不需要后面的风冷和 p/ f 线 。3工字轮式盘卷线达涅利开发的工字轮卷取机第一次工业性应用大约在 2000 年 5 月 ,在 2002 年底才开始了全面工业化生产 。该项创新工艺是以热轧棒材无扭卷成高 度紧凑/ 超重棒材卷为基础 ,可为下游生产线或用户 提供安全 、无废品开卷 ,为下游用户取得极佳的经济 效益获得了保证 。工字轮卷取机由于其独特的无障碍开卷优势 ,保证了工字轮盘卷直接送到下游的冷加工线使用 , 而无需经过任何中间工序 ,这对轧钢厂和产品的最 终用户都是非常有利的 。从 2002 年开始到目前为止 ,已经提供和正处于 供货阶段的工字轮卷取机在业绩表里

16、已经有了 28套 ,工字轮卷取机的市场前途无量 。在中国 ,首条工字轮卷取机生产线落户于天津 钢厂 。2006 年 7 月中旬天津钢厂工字轮卷取线生 产了第一卷超重 、超密实的盘卷 、使得天钢成为中国 乃至全亚洲第一家把工字轮卷取工艺实际应用到了大盘卷生产线上的钢厂 。天钢工字轮生产线是达涅 利提供的小时产量 160t 超灵活双线棒材轧钢厂的 其中一个产品 。该棒材厂是在 2006 年 1 季度开始 热试 。此条生产线可生产 1232 mm 经过淬火回 火的螺纹钢和 16 40 mm 的圆钢 ,所生产的无扭 超密实盘卷的最大设计卷重为 3 . 5t 。工字轮式卷取机是将棒材在旋转卷筒上无扭卷 成均匀棒材层的装置 ,产品是非常密实 、外形整齐的 盘卷 ,具有加勒特卷取机无与伦比的填充系数 。卷 取的盘卷具有固定的高度和固定的内径 ,外径随着 卷重大小不同 。工字轮卷取线主要由下列组成 :1) 温度控制和输送系统 。该系统由一套水箱 、 在线温度控制和输送段组成 ; 在卷取装置的入口端 配备了切头剪 ,以利于将切除棒材的头尾 ;无头轧制 时 ,可根据卷取